TIBBİ BİYOLOJİ - Post-transkripsiyonel Modifikasyonlar PDF

TIBBİ BİYOLOJİ Post-transkripsiyonel modifikasyonlar Prof. Dr. Fatma Filiz ARI  Prokaryotik ve Ökaryotik Transkripsiyonun karşılaştırılması  Ökaryotik RNA modifikasyonları Bakterilerde, sitoplazmada sentezlenen mRNA transkriptleri değişime uğramaz, hemen p...

TIBBİ BİYOLOJİ Post-transkripsiyonel modifikasyonlar Prof. Dr. Fatma Filiz ARI  Prokaryotik ve Ökaryotik Transkripsiyonun karşılaştırılması  Ökaryotik RNA modifikasyonları Bakterilerde, sitoplazmada sentezlenen mRNA transkriptleri değişime uğramaz, hemen protein sentezi aşamasına geçer. Ökaryotlarda, çekirdekte sentezlenen RNA transkriptleri primer/öncü RNA’lar olarak adlandırılır. (çekirdekde yer aldıkları için heterojen nüklear RNA (hnRNA) olarak da isimlendirilirler). Bu RNA’lar RNA processing olarak tanımlanan bazı işlemlerden geçtikten sonra işlev görebilecek olgun RNA’lar haline gelirler 1-Ökaryotik primer-mRNA’ların ön ve son uçları mutlaka modifiye edilmelidir: mRNA nın ön ucuna 5‘ cap (şapka) mRNA nın son ucuna 3' poly-A tail (AAAAAA kuyruğu) eklenir. 2-Çoğu ökaryotik pre-mRNA’lar splicing geçirir. Bu olayda, transkriptin kodlamayan kısımları (intron) kesilip atılır ve geriye kalan kodlayan kısımlar (exon) birbirine birleştirilir.  mRNA Ön-Son Uç Modifikasyonu Ökaryotik RNA transkriptlerinin olgun (mature) mRNA olmaları yolundaki ilk değişiklik, primer (prematüre) transkriptin 5’ ucuna koruyucu bir şapka (cap) ilavesidir. 5’ cap transkripsiyon sırasında transkriptin ilk nükleotidine eklenir. Bu modifiye bir G nükleotididir (7-metil guanozin) ve ribozomun mRNA ya bağlanmasını sağlar. Poly-A tail ise, transkripsiyon sonunda primer mRNA sonuna 100-200 kadar Adenin nükleotidi eklenmesiyle oluşur. Transkriptin çekirdekten sitoplazmaya geçişini (transportu) sağlar. 5‘ cap ve 3' poly-A tail birlikte mRNA transkriptini RNA parçalayan (nükleaz) enzimlerinden korur.  Ön son ucu modifiye edilmiş mRNA’nın yapısı Poli A dizisi DNA’dan gelmez, transkripsiyon sonrasında nükleer bir enzim olan Poliadenilat polimeraz tarafından oluşturulur. mRNA sitozole girdikten sonra, poli A kuyruğu zamanla kısalır.  mRNA’nın Ön uç modifikasyonu 7-metil guanozin mRNA’nın ön ucuna 5’-5’ trifosfat bağı ile bağlanır ! Bu olayı Guaniltransferaz enzimi gerçekleştirir.  Splicing (çıkarttıktan sonra ekleme) Ökaryotik gen dizilerinin içinde yer alan ve amino asitlere dönüştürülmeyen bazı nükleotid dizilerinin varlığı kanıtlanmıştır. Primer-RNA transkriptinde bulunan bu diziler, mRNA’nın sitoplazmaya transferinden önce yapıdan uzaklaştırılmaktadır. Bu nükleotid parçalarına araya giren diziler anlamında intron denir ve yapısında bu dizileri içeren genler de parçalı (split) genler olarak bilinir. mRNA’da kalan ve ifade edilen DNA dizilerine ise ekzon denir. Nimonik/Hatırlatıcı= (in thrash – intron) (expressed – exon) İntronların çıkartılıp exonların birleştirilmesi ÖDÜL var mıdır??????  İntronlar ilk kez fare ve tavşanın beta-globin genlerinde tanımlanmıştır. Tüm memelilerin incelenen beta-globin genlerinde benzer intronlar bulunmuştur. Ökaryotlarda İntronsuz gen sayısı çok azdır. Bilinen en uzun insan geni olan distrofin geninin %1'den daha az bir kısmı mRNA'da kalır.  Bazı insan genlerinin ve mRNA’nın uzunlukları ile intron sayıları İstisnalar !!! Histon ve interferon genlerinde intron bulunmazzz Splicing, 5 adet küçük nükleer RNA (snRNA) ve çok sayıda protein moleküllerinden oluşan “Spliceozom” adı verilen birimde gerçekleştirilir.  Alternatif Splicing/alternatif çıkarıp-ekleme Bir gende intron bulunması, o genin eksonlarının farklı kombinasyonlarda birleşmesini ve böylece aynı genden birden çok protein sentezlenmesini mümkün kılar. ÖRNEK: Kaslarda bulunan tropomiyozinin bu yolla farklı izoformları oluşur.  Pro / Ökaryotik rRNA Modifikasyonu Prokaryotik rRNA geni 30S büyüklüğünde bir transkript oluşturur 30S transkriptinin nükleotidlerinin %1-2 si metillidir. Bu metil grupları transkriptin yıkımı için markır görevi görür Meydana gelen bir seri yıkım sonucu 16S, 23S, 5S rRNAlar ve tRNAlar oluşur Bu transkript proteinlerle birleşerek ribonükleoprotein partikülleri oluşturur ---------------------------------------------------------------------------------------------------- Ökaryotik rRNA geni 45S büyüklüğünde bir transkript oluşturur 45S transkriptinin nükleotidlerinin %1-2 si metillidir. Bu metil grupları transkriptin yıkımı için marker görevi görür Meydana gelen bir seri yıkım sonucu 18S, 28S, 5.8S rRNAlar meydana gelir Bu transkript proteinlerle birleşerek ribonükleoprotein partikülleri oluşturur  Primer tRNA’nın işlenmesi prokaryotlarda ve ökaryotlarda birbirine benzer tRNA transkripti yaklaşık 100 nükleotid uzunluğunda oluşturulur Bu primer transkript 5‛ ve 3´ uçlarından kırpılır intronlar uzaklaştırılır Daha sonra 3 ayrı modifikasyon meydana gelir: Urasil metillenir Timin oluşur Urasilin çift bağlarından biri dihidrourasil oluşturmak üzere indirgenir Bir Urasil kalıntısından pseudoüridin oluşturulur Son olarak 3´ uca CCA dizisi eklenir (amino asit bağlanan uç) tRNA’lar modifiye nükleotid dizileri taşır